JPH04200889A - レーザ切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザビームの照射によって金属材料などの
被加工物を切断するし〜ザ加工方法に関する。

［従来の技術］ 一般に、金属材料の被加圧物をレーザビームにより切断
する場合、レーザビームと同軸にアンストガス（０２，
Ｎ２等）を流しながら、レー→ノ”ビームを照射する方
法がとられる。アシストガスの役割は、溶融金属の吹飛
ばシ１１、集光１ノンス等の光学系へのスパッタ付活の
防止、さらに酸化燃焼反応の促進（アンストガスかＯ７
の場合）等である。

ところで、レーザ切断時には被加工物の切断箇所の裏面
にドロスか付着することか多い。特に、被加圧物が銅や
アルミニウムのような難切断祠の場合、この傾向か著し
い。

ぞこて従来のレーザ切断方法では、第４図に示すように
、レーサｌ；ＩＪ断ヘッド１から出射されたレーザビー
ム２を彼加−１４物３の表面に照射し、同時に図示しな
いアシストガスをレーザビーム２と同軸に照射してレー
ザ切断を行っている間に、被加圧物３の表面側および裏
面側に設けた補助ノズル４．５によって高圧のザイトガ
ス（Ｎ２等のイく活性ガス）を噴射し、レーザ切断時の
溶融金属を吹飛ばすようにしていた。

［発明か解決Ｉ７ようとする課題］ 第４図に示したように補助ノズル４．５を用いて高圧の
ザイトカスを被加工物に照射する方法は、ドロスの軽減
にある程度は役立つ。しかしながら、この方法はサイド
ガスの照射位置の微妙な違いによりドロスの吹飛ばし効
果が大きく変化するため確実ではなく、例えば第５゛図
に示すように被加工物３の裏面側の切断溝５の両側に、
ドロス６が除去されずに残ってしまうことか多い。

ドロスの他の付着形態としては、第６図に示すようにレ
ーザビーム２か通過して切断が行われた後に、切断溝５
の両側のドロスが連結してブリッジ状のドロス７となる
こともある。このようなブリッジ状のドロス７の付着は
、厚板の切断時によく見られる。

これらのドロスの付着は、し′−ザ切断面の品質を著し
く劣化させ、好ましくない。特に溶接用の開先加工等で
は、ドロスの付着があると実用にならない。

本発明は、このような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、被加工物へのドロスの付着のないレーザ
切断方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の課題を解決するため、レーザビームを照
射して被加工物を切断するに際し、予め被加工物の切断
箇所の裏面に含水物質または水を接して配置するととも
に、レーザビームの周囲にエアカーテンを形成すること
を特徴としている。

［作用］ レーザ切断時、被加工物の切断箇所の裏面に水を水袋な
とを介して間接的に、または直接接触させて配置してお
くと、レーザビームか切断箇所を貫通したとき、レーザ
ビームの、照射による熱によって水は瞬時に蒸発し、気
化膨張して体積か数百億となる。この時に発生する圧力
によって、被加工物の切断部の溶融金属は確実に吹飛ば
されるため、液加に物へのドロスの付着か防止される。

一方、被加工、物の裏面に配置された水によって、レー
ザビームの照η・１時に水蒸気が発生する。

水蒸気がレーザビームの通路にあると、レーザビームの
伝播を妨害し、レーザ強度を減衰させてしまう。本発明
では、エアカーテンによってレーザビームの通路への水
蒸気の浸入が防止されるため、レーザビームの伝播が妨
げられることはない。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を説明するための図であり、
レーザ切断装置の要部と被加工物の断面図を示している
。レーザ切断ヘッド１から出射されたレーザビーム２を
被加工物３の表面に照射することにより、被加工物３を
切断する点は従来の技術と同様である。

この実施例では予め被加工物２の切断箇所の裏面に、水
袋］］か接着テープ１２によって接着固定される。水袋
１１と接着テープ１２は、ｒ・め一体に形成されている
ものとする。

一方、レーザ切断ヘッド１の外周には、レーザビーム２
と切断ノズル１３の中心軸を合せるだめのノズル調芯機
構１４が設けられており、その外側にエアカーテンノズ
ル１５が配置されている。エアカーテンズル１５は、外
部からエア供給口１６を通してドライエアが供給される
ことによって、レーザビーム２の周囲にドライエアのエ
アカーテンを形成する。

このように、被加工物３の切断箇所の裏面に水袋１１を
配置し、かつエアカーテンノズル１５によってレーザビ
ーム２の周囲にエアカーテンを形成した状態て、レーザ
切断ヘッド１よりレーザビーム２を被加工物３の切断箇
所の表面に照射することによって、切断を行う。この場
合、レーザビーム２が被加工物３を貫通すると、裏面に
設けられている水袋１１に当たる。

これにより、水袋］１か破裂するとともに、水袋１］内
の水が瞬時に気化して爆発的に蒸発し、それに伴う体積
膨脂による圧力で被加工物３の溶融金属が吹飛ばされる
。従って、被加工物３の裏面に溶融金属のドロスが（＝
１着することがなくなる。

第゛３図はこの様４４示１−．　ｌ−もので、レーーー
リ゛ビーノ、２か被加圧物′３を毘通し、切断溝５か形
成され終わった瞬間の状態を示１．でいる。同図に小ず
よ・）に、Ｌノ−サビーム丁２か披加ニＩ−７物′３を
貫通ｌ、たとき水が瞬時に気化爆発（７、溶融金属はド
［−１ス３）に示すよ・）に飛散するため、被加圧物′
３にイ・１石ぜす、ネ“＾密な切断部か得ゆれることに
ｊ、１：ろ。

また、この実施例によりばし・−ザビーム２は水袋１１
内の水の蒸発により発生ずる水蒸気に対して、エアカー
テンノスル］５により形成されるｌ・ライニアのエア１
７−テンによって保護されているので、その伝播か妨げ
られることはない。従って、水蒸気による１ノーザビー
ム２の強度減衰か防１［−され、被加−丁物゛３の切断
部−１に必°ｖ：なレーザ強度か容易に得られる。

第２図は本発明の他の実施例を示ず断面図てあり、液加
−［、物３の裏面を例えば適当な容器内に張−・た水１
７に浸してレーザ切断をイｊう点か第１図の実施例と５
″（１なるた（」て、他は全く同（、トの（１４成であ
る。このノ、−施例によっでも、先の実施例と同様に、
第３図に示すようなｆ′Ｌ用によ−。

てドロスの（”Ｉ’　￥〔Ｕｉ−＋ｌ−効果か得られる
。

なお、本発明は１−記ｌまた実施例に限定されるもので
はない。例えば第１図の実施例では、被加り物の切断箇
所の裏面に氷袋を配置したか、氷袋に代えて他のａ水性
物質を用いてもよい。

その他、本発明はす旨を逸脱しない範囲で種々変形１７
で実施することかＴ’ｌＪ能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば〕つめ披加−■−
物の１゜υ断箇所の裏面に含水物質または水を接して配
置するとともに、１ノ＝サビームの周囲にエアカーテン
を形成させた状態て液加二り物に１、・−ザビームを照
射し５て１１析を行うことにより、被加［−物・＼のド
ロスの飼７１を確実に防庄することかできる。

また、レーザビームの照射により含水物質や水か蒸発し
、て発生ずる水蒸気か１ノーザビームの伝播を妨げるこ
とかｆＩ、＜、（、す断に必要なレーザ強度を容易に得
ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための断面図、ｈ
′３２図は本発明の他の実施例を説明するｊ−めの断面
図、第３図は本発明における１、７〕１折時の被加圧物
の状態を示す断面図、第４図は従来のレーザ切断ｊＪ法
を説明するための断面図、第５図および第６図は従来の
１ノーサ切断方法における切断時の被加圧物の状態を示
す断面図である。 １　　レーザ切断・＼ラド ２　・　レーザビーム ′３　　被加−１．物 １〕　水袋 １５　エアカーテンノスル １７水 出願人代理人　弁理士　鈴汀武彦 −０−、−、−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザビームを照射して被加工物を切断するに際し、予
   め被加工物の切断箇所の裏面に含水物質または水を接し
   て配置するとともに、レーザビームの周囲にエアカーテ
   ンを形成することを特徴とするレーザ切断方法。